Terkadang ada penyelarasan kebetulan - jauh di alam semesta, di mana objek dipisahkan oleh jarak tak terbayangkan yang diukur dalam miliaran tahun cahaya - ketika sebuah gugus galaksi di latar depan memotong cahaya dari objek yang bahkan lebih jauh. Konjungsi memainkan trik visual, di mana kluster galaksi bertindak seperti lensa, muncul untuk memperbesar dan menekuk cahaya yang jauh.
Penjajaran kosmik yang langka dapat membuat alam semesta yang jauh terlihat. Sekarang, para astronom menemukan kejutan: mereka telah mendeteksi kaca pembesar kosmik yang paling jauh.
Dilihat di atas seperti yang terlihat 9,6 miliar tahun yang lalu, galaksi elips monster ini menghancurkan pemegang rekor sebelumnya sebesar 200 juta tahun cahaya. Itu menekuk, memutarbalikkan dan memperbesar galaksi spiral yang jauh, yang cahayanya membutuhkan 10,7 miliar tahun untuk mencapai Bumi.
"Ketika Anda melihat lebih dari 9 miliar tahun yang lalu di alam semesta awal, Anda sama sekali tidak mengharapkan untuk menemukan jenis galaksi-galaksi ini," kata ketua peneliti Kim-Vy Tran dari Texas A&M University dalam siaran pers Hubble.
"Bayangkan memegang kaca pembesar di dekat Anda dan kemudian memindahkannya lebih jauh. Saat Anda melihat melalui kaca pembesar yang dipegang dengan panjang lengan, kemungkinan Anda akan melihat objek yang diperbesar tinggi. Tetapi jika Anda memindahkan kaca pembesar ke seberang ruangan, peluang Anda untuk melihat kaca pembesar hampir sejajar sempurna dengan benda lain di luarnya berkurang. ”
Tim sedang mempelajari formasi bintang dalam data yang dikumpulkan oleh W. M. Keck Observatory di Hawaii, ketika mereka menemukan deteksi kuat gas hidrogen panas yang tampaknya muncul membentuk galaksi elips yang besar dan terang. Itu terasa aneh bagi tim. Hidrogen panas adalah tanda yang jelas dari kelahiran bintang, tetapi terdeteksi di galaksi yang tampak terlalu tua untuk membentuk bintang baru.
“Saya sangat terkejut dan khawatir,” kenang Tran. "Saya pikir kami telah membuat kesalahan besar dengan pengamatan kami."
Jadi Tran menggali melalui gambar Hubble yang diarsipkan, yang mengungkapkan objek biru yang dioleskan di sebelah elips yang lebih besar. Itu adalah tanda yang jelas dari lensa gravitasi.
"Kami menemukan bahwa cahaya dari galaksi lensa dan dari galaksi latar belakang dicampur dalam data berbasis darat, yang membingungkan kami," kata rekan penulis Ivelina Momcheva dari Yale University. “Data spektroskopi Keck mengisyaratkan bahwa sesuatu yang menarik sedang terjadi di sini, tetapi hanya dengan spektroskopi resolusi tinggi Hubble-lah kita dapat memisahkan galaksi lensa dari galaksi latar yang lebih jauh dan menentukan bahwa keduanya berada pada jarak yang berbeda. Data Hubble juga mengungkapkan tampilan tanda sistem, dengan lensa latar depan di tengah, diapit oleh busur cerah di satu sisi dan noda tipis di sisi lain - keduanya gambar terdistorsi dari galaksi latar belakang. Kami membutuhkan kombinasi pencitraan dan spektroskopi untuk memecahkan teka-teki itu. "
Dengan mengukur intensitas cahaya latar belakang galaksi, tim dapat mengukur total massa galaksi raksasa. Semua itu berbobot 180 miliar kali lebih banyak dari Matahari kita. Meskipun ini mungkin tampak besar, sebenarnya beratnya empat kali lebih kecil dari galaksi Bima Sakti.
"Ada ratusan galaksi lensa yang kita ketahui, tetapi hampir semuanya relatif dekat, dalam istilah kosmik," kata penulis utama Kenneth Wong dari Institut Astronomi & Astrofisika Academia Sinica. “Untuk menemukan lensa sejauh ini adalah penemuan yang sangat istimewa karena kita dapat mempelajari tentang materi gelap galaksi di masa lalu. Dengan membandingkan analisis kami tentang galaksi lensa ini dengan lensa yang lebih dekat, kita dapat mulai memahami bagaimana konten materi gelap telah berkembang seiring waktu. ”
Menariknya, galaksi lensa kurang berat dalam hal konten materi gelapnya. Di masa lalu, para astronom berasumsi bahwa materi gelap dan materi normal terbentuk secara merata di sebuah galaksi seiring waktu. Tetapi galaksi ini, menunjukkan ini bukan masalahnya.
Hasil tim muncul dalam edisi 10 Juli The Astrophysical Journal Letters dan tersedia online.
